維生素E新工藝的研究

俞一烽 (浙江新和成股份有限公司 浙江 紹興 312500)

一、文獻(xiàn)綜述

維生素E是維生素家族中產(chǎn)量最大的種類之一，廣泛用于食品、化妝品、飼料等領(lǐng)域，傳統(tǒng)的維生素E乙酸酯的合成主要是采用三甲基氫醌與異植物醇進(jìn)行縮合得到生育酚，再用醋酐酯化得到維生素E乙酸酯[1][2]，化學(xué)合成維生素E近幾年一直在持續(xù)發(fā)展新的技術(shù)。

（一）研究意義

維生素E是生育酚類化合物的總稱 ,外觀呈金黃色或淡黃色粘稠油狀液體,具有溫和特殊的氣味 ,遇空氣及光易發(fā)生氧化而變成暗紅色 ,可與丙酮、乙醚或植物油混溶 ,幾乎不溶于水 ,為脂溶性抗氧劑,VE不僅是一種常用的藥品兼營(yíng)養(yǎng)保健品,在其他領(lǐng)域也有許多重要的用途。

（二）研究現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)合成ve的兩種關(guān)鍵的原料三甲基氫醌和異植物醇的生產(chǎn)技術(shù)取得了一定的突破，使合成ve得以迅速發(fā)展。但是由于合成ve市場(chǎng)需求較大，目前三甲基氫醌和異植物醇的技術(shù)、產(chǎn)量和規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足規(guī)模生產(chǎn)ve的需求，因此加速發(fā)展合成ve的中間體三甲基氫醌和異植物醇，就成為我國(guó)合成ve產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵；本文采用三甲基氫醌二乙酸酯與異植物醇進(jìn)行酰化反應(yīng)，一步法得到維生素E乙酸酯，加入石油醚萃取分去催化劑層，加入甲醇水洗滌，即得到維生素E乙酸酯，本文通過(guò)對(duì)?；磻?yīng)催化劑的選擇，反應(yīng)溫度的控制及滴加時(shí)間控制，反應(yīng)收率達(dá)到95%左右。

實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

試劑：異植物醇、三甲基氫醌二乙酸酯、乙酸、石油醚、甲基磺酸、三氟甲磺酸、酸性樹脂、甲醇

儀器：玻璃儀器若干、GS12-2電子恒速攪拌器、SHZ-D水環(huán)式真空泵、SENCO R系列旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器、定時(shí)恒溫磁力攪拌器、2XZ-4型旋片式真空泵、9790氣相色譜儀、YP202N電子天平。

1.2 酰化反應(yīng)式如下：

異植物醇+三甲基氫醌二乙酸酯 VE

1.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

向500ml三口燒瓶中加入30g三甲基氫醌二乙酸酯，60ml乙酸溶解，在攪拌下加入催化劑，于5分鐘升溫至65～75℃后保溫滴加異植物醇38.2g（98%），控制滴加時(shí)間4～6小時(shí)，反應(yīng)畢，冷卻，加入200ml石油醚分層，油層用60%甲醇水溶液100ml洗滌兩遍，然后減壓脫溶得產(chǎn)品。

2 結(jié)果與討論

2.1 催化劑對(duì)反應(yīng)的影響

使用不同的催化劑對(duì)?；磻?yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：

使用甲磺酸催化劑收率是88.3%，三氟甲磺酸催化劑收率95%，酸性樹脂NR50催化劑收率95.5%

從上述結(jié)果可知，反應(yīng)使用酸性樹脂NR50做催化劑，效果最好，但價(jià)格昂貴，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；采用甲磺酸作為催化劑，收率和產(chǎn)品含量都很難達(dá)到要求，不予采用；采用三氟甲磺酸作為催化劑使用，收率及產(chǎn)品含量都達(dá)到較高水平，且成本較為合理。綜合考慮，采用三氟甲磺酸作為?；磻?yīng)催化劑。

2.2 反應(yīng)工藝條件的優(yōu)化

2.2.1 反應(yīng)溫度、催化劑量、滴加時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響

以溫度、催化劑量、時(shí)間作為反應(yīng)因素，選定三種水平，以30g三甲基氫醌二乙酸酯為基準(zhǔn)投料進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下：

① 在溫度65℃，催化劑4.5 g，滴加時(shí)間 4小時(shí)，收率90.89%；② 在溫度65℃，催化劑3 g，滴加時(shí)間5小時(shí)，收率92.91%；③ 在溫度65℃，催化劑1.5 g，滴加時(shí)間6小時(shí)，收率95.11%；④ 在溫度70℃，催化劑4.5 g，滴加時(shí)間6小時(shí)，收率90.99%；⑤ 在溫度70℃，催化劑3 g，滴加時(shí)間5小時(shí)，收率92.00%；⑥ 在溫度70℃，催化劑1.5 g，滴加時(shí)間4小時(shí)，收率91.24%；⑦ 在溫度75℃，催化劑4.5 g，滴加時(shí)間5小時(shí)，收率86.36%；⑧ 在溫度75℃，催化劑3g，滴加時(shí)間4小時(shí)，收率87.99%；⑨ 在溫度75℃，催化劑1.5 g，滴加時(shí)間6小時(shí)，收率90.53%；

本輪正交實(shí)驗(yàn)得出的影響因素：溫度的影響最大、催化劑量其次、滴加時(shí)間最小。

本輪正交實(shí)驗(yàn)得出的最優(yōu)條件：溫度65℃、催化劑量1.5g、滴加時(shí)間6.0小時(shí)。

總結(jié)正交實(shí)驗(yàn)得出：通過(guò)對(duì)?；磻?yīng)催化劑的選擇，反應(yīng)溫度的控制及滴加時(shí)間控制，反應(yīng)收率達(dá)到95.11%。

2.2.2 反應(yīng)用溶劑及溶劑量對(duì)反應(yīng)的影響

由于溶劑、及溶劑用量對(duì)反應(yīng)的影響尚未考察[3]，因此設(shè)計(jì)如下反應(yīng)條件做實(shí)驗(yàn)以作對(duì)比（30g三甲基氫醌二乙酸酯、溫度65℃、催化劑用量、滴加時(shí)間6.0小時(shí)）：

1. 乙酸：30ml、60ml、90ml ； 2. 丙 酸 ：30ml、60ml、90ml ； 3.乙酸+石油醚：30+20ml、60+60ml、30+60ml； 4. 乙酸+正己烷：30+20ml、60+60ml、30+60ml

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

實(shí)驗(yàn)號(hào) 1純品量 （g）：56.6412、56.7952、56.7336； 實(shí)驗(yàn)號(hào) 2純品量 （g）：54.9626、 54.9915、55.2034； 實(shí)驗(yàn)號(hào) 3 純品量（g）：56.6397、 56.608、 56.823； 實(shí) 驗(yàn) 號(hào) 4 純 品 量 （g）：56.7645、56.7942、56.764

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，選用乙酸實(shí)驗(yàn)號(hào)4做溶劑效果較好，采用丙酸效果較差，且乙酸的量為60g最為合適。采用混合溶劑進(jìn)行試驗(yàn)，可以看出產(chǎn)品的含量明顯提高，但收率影響不大，考慮實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)釜的容積率，故不采用混合溶劑進(jìn)行反應(yīng)。

3 結(jié)論

三甲基氫醌二乙酸酯與異植物醇?；磻?yīng)得到維生素E乙酸酯的最佳反應(yīng)條件為：

反應(yīng)溫度65℃、催化劑量：三甲基氫醌二乙酸酯量為1：20、時(shí)間6.0小時(shí)，采用乙酸作為最佳溶劑，溶劑量：三甲基氫醌二乙酸酯量為 2：1。

該工藝條件優(yōu)于目前國(guó)內(nèi)使用的反應(yīng)條件。

[1]Helv.Chim.Acta，30，1911(1997)

[2]維生素E工業(yè)合成的進(jìn)展

[3]Indian Journal of Chemistry，Vol 30B，january 1991，pp59～62

[4]《溶劑手冊(cè)》（第二版），程能林主編，化學(xué)工業(yè)出版社出版

[5]陳文偉.烏桕籽油制備生物柴油的研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2006.